EP1903900B1 - Schuhsohle und herstellungsverfahren dafür - Google Patents

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EP1903900B1
EP1903900B1 EP06753778.7A EP06753778A EP1903900B1 EP 1903900 B1 EP1903900 B1 EP 1903900B1 EP 06753778 A EP06753778 A EP 06753778A EP 1903900 B1 EP1903900 B1 EP 1903900B1
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EP
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data
sole
accordance
wearer
shoe
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Greg Beeches Farm The Twist LEVER-O'KEEFE
Trevor Dowding Prior
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Original Assignee
Individual
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
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    • A43D2200/00—Machines or methods characterised by special features
    • A43D2200/60—Computer aided manufacture of footwear, e.g. CAD or CAM

Definitions

  • the invention relates to a shoe sole and a manufacturing method thereof according to the preambles of the independent claims.
  • Fig. 1 schematically shows the structure of a conventional shoe: 1 is the outsole, ie the part of the sole facing the ground, 2 the insole, so the support foot facing part of the sole, 3 of the upper shoe and 4 a possibly separately existing insert. Often insole 1 and outsole 2 are separate components. But there are also more or less complex shoes in which fire and outsole are no longer separately recognizable, but were made in one piece, so that the distinction is eliminated.
  • the inside of the insole has a more or less trained footbed, so a shape that meets orthopedic needs to some extent (pressure distribution, support of the arch of the foot ). In standard shoes, these footbeds are shaped according to average values.
  • a first field of application is medical orthopedic applications in which certain effects are either to be achieved or avoided.
  • a second field of application is sport or in particular Competitive sports, such as football, where special demands and demands of the players' feet follow in the short term during the game and especially over the long term over the years.
  • a third field of application is the area of special comfort wishes of wearers.
  • the US 2002/0158358 A1 describes a footwear manufacturing system. It will measure the sole of the foot, and the data obtained will be used to set a variable mold.
  • the DE 4404695 A1 and the WO 2001/67947 A1 describe processes for insert production.
  • the US 2005/0071935 A1 describes a method for ingot production.
  • the EP 0426363 A2 describes a laminating machine and a laminating method
  • the object of the invention is to provide a well-adapted to wearer needs shoe sole and a manufacturing method thereof.
  • a shoe sole for a shoe of a wearer is designed according to the invention according to individual biometric data of its future wearer.
  • biometric data include the three-dimensional shape of the foot and possibly other data such as the preferred three-dimensional shape of the foot skeleton or parts thereof, the weight and size of the wearer, the weight distribution over the sole of the wearer or data indicating the walking and / or walking distance. or describing how the wearer was walking. Parts or all of this data will be collected prior to sole production, and design data for the sole and / or the upper shoe and / or the last will be prepared as appropriate. The shoe is then produced according to the design data.
  • the shoe sole according to the invention forms the insole and the outsole in one piece.
  • the position and / or orientation of compliant areas may include the position and / or orientation of one or more fixed areas, and / or the profiling of one or more compliant areas, and / or the footbed and / or footbed Heel height and / or the number, position, shape, orientation and height of cleats of a shoe sole are set.
  • the shoe sole according to the invention will be produced by a rapid prototyping manufacturing process (RP process). It is manufactured by a layer construction process. Laser sintering technology can be used.
  • Rapid prototyping processes are manufacturing processes that are predominantly used in the production of prototypes because they quickly lead to the desired product and are comparatively inexpensive for small batch sizes. This is mainly due to the fact that at least one shaping step within a rapid prototyping process chain is characterized in that the production control information for generating this object is derived directly from 3D CAD data of an object.
  • Laminating methods are manufacturing methods which are characterized in that the object to be produced is manufactured layer by layer.
  • Layer construction methods usually work generatively, that is, the object to be produced is created by adding material. In different ways then distinguishes the respective manufacturing process, where material is applied or / and solidified and where not.
  • Typical market examples today are LOM (Layer Object Manufacturing), stereolithography, laser sintering technology, SLM (Selective Laser Melting) or FDM (Fused Deposition Modeling).
  • Laser sintering is a laminating process that uses as a material powder (solid) or a combination of solid and non-solid Components (liquids, gas) used. With the help of heat energy, preferably introduced by a laser, the material is selectively solidified. Characteristic of laser sintering is that an initially solid, powdery starting material after the end of the phase transitions solid -> not solid (liquid and / or gaseous) -> fixed the matrix component of the final product. (Unlike stereolithography, which uses resins filled with solid particles, where the matrix of the final product is formed by the resin, which cross-links in the manufacturing process, moving from the liquid to the solid phase a layer can also be worked with different materials that can be selectively deposited in different areas of the layer. This also allows locally produce different component properties.
  • a method for manufacturing a shoe sole according to the invention comprises capturing biometric data of the wearer as described above, preparing design data for the sole in accordance with the acquired biometric data, and manufacturing the shoe sole in accordance with the design data in a prototyping process.
  • sole and / or ridges can be made with one of the above-described working techniques.
  • Fig. 2 shows a side view of a shoe sole that integrally forms the insole and the outsole of a shoe. Shown is the sole of a typical football boot. The sole has on the left a trough 5 for the bale, in the middle of a support 6 for the arch of the foot and on the left a trough 7 for the heel. 8 identifies various studs distributed over the sole downwards.
  • the sole 10 is a shaped body which has been manufactured in accordance with manufacturing data.
  • the manufacturing process is a layer construction process, for example with laser sintering technology.
  • the design data preferably describe the sole 10 completely in digital form and are thus made available to the manufacturing process.
  • biometric data in the above sense is also understood data that reflect desired future effects on the physique of the shoe wearer.
  • Fig. 3 shows schematically from below a sole according to the invention.
  • 11 symbolizes a yielding area, 12 a comparatively fixed area and 13 also rather fixed areas.
  • the position and spatial orientation of the resilient region 11 can be determined in accordance with biometric data.
  • 8 symbolizes the cleats of the shoe whose position and also respective height can be determined in accordance with biometric data.
  • the design data in particular the sole, can be designed in accordance with one or more of these data.
  • the said biometric data are preferably recorded digitally and made available to the design process.
  • the design process itself includes the collection of the biometric data and, in accordance with the data thus acquired, the preparation of shoe sole design data.
  • the creation of the design data may involve completely redesigning a design based on the acquired biometric data and other constraints, and / or modifying existing data and / or merging appropriate individual elements (such as primitive plus plus compliant regions plus cleats).
  • the design process will design the digital design for a one-piece shoe sole, which will then be manufactured according to the design data.
  • layering methods are used.
  • a layer construction method it is possible to manufacture functional elements, such as springs, dampers or guide elements, such as rails, virtually in the interior of the sole.
  • the behavior can be influenced by the direct production of internal hollows.
  • additional material parameters can be set in a location-dependent manner, so that not only is material present or not at a certain location, but instead at certain locations the material can have a property that is different from other locations. It can be that way For example, resilient areas are molded.
  • the laser parameters in the laser sintering technique are changed so that the material cures in a certain way or sintered, for example, not completely, but only partially.
  • a locally different component property can also be achieved in laser sintering technology by processing different materials in a location-dependent manner during one and the same building process.
  • Fig. 4 shows a cross section through an area of the sole 10.
  • the cut surface has a comparatively homogeneous thickness, which may result from biometric boundary conditions (eg footbed). However, if one likes to adjust yielding regions, this can be done, for example, by creating a region 17 (indicated by the dashed boundary with respect to the surrounding material) in which the material parameters were set differently in the laminating process or in the laser sintering technique than in the environment, for example, so that in the area 17, the material is more yielding than outside.
  • Another, also usable technique is to form 10 cavities 18 inside the body of the sole, which may possibly still be supported by supports 19. Apart from supports, functional elements such as springs 40, dampers 41 or rails 42 can also be realized. Also in the region of the cavity 18, the sole 10 will have a different compliance than beyond it.
  • the geometries corresponding to area 17 or cavity 18 can be set in a laminating method or laser sintering technique by appropriate type control of the equipment.
  • Fig. 5 shows another design method for soles that can be used in a soles manufacturing process.
  • design data for a sole is created. This is done according to biometric data. Digital data can be generated here.
  • step 22 sole, last, upper shoe and then the whole shoe are made. The shoe is then put into use in step 23. After a certain time, data regarding the shoe made in step 22 is collected. On the basis of this data obtained, modified design data on the sole are prepared in step 25, which are then used again in step 22 for the manufacture of a shoe. The process can be iterated.
  • the period of wearing the shoe in step 23 may be comparatively short (in extreme cases only one test use) or comparatively long (life of the shoe) or predetermined (eg 6 months).
  • step 24 data or information about the shoe built in step 22 may be obtained. These may include biometric data. It is also possible to measure the worn shoe inside and / or outside. In addition, information from the carrier can be obtained. If appropriate, the data obtained in step 24 can also be compared with corresponding data collected earlier and in particular before step 23, so that, in particular, indications of possible developments take place from the respective differences.
  • the shoe made in step 22 may be after its manufacture, but before the wear in step 23 inside and / or outside are measured so that the survey results in meaningful data after its use.
  • 26 symbolizes a rule set that can be stored in a computer and that is used to automatically create the designs of sole in steps 25 and possibly 21.
  • 27 symbolizes a data record that contains the data collected over time in step 24, which may also be used repeatedly, and which the rules fall back on.
  • the dataset may also contain the design data for sole and / or last and / or upper shoe.
  • the biometric data obtained in step 24 may include the biometric data already described, including subjective user information about the shoe, its well-being and the like. It is also possible to use derived values, in particular differences from corresponding previous values.
  • the first draft in step 21 may be conventional. However, it may also have been created in accordance with collected biometric data of the shoe wearer.
  • the features which can be set in the modification of the design data can basically be all design variables of the sole and / or the last and / or the upper shoe, in particular the features already mentioned above.
  • Fig. 6 to 8 show embodiments of soles or their manufacture, which can be used together with the previously described aspects of the invention or independently thereof.
  • Fig. 6 shows in cross-section a resilient region of a sole made by a material taper.
  • resilient regions according to the invention can also be produced by material tapers.
  • material tapers Preferably, material tapers have rounded contours and a slope ⁇ , which is always over 15 °, preferably over 45 °.
  • the radius of curvature of the contour is not at any location of the cross section below a value of 2mm, preferably, the lower limit of the radius of curvature is 5mm.
  • Fig. 7 shows in combination of several features of another embodiment, the formation of a compliant region. It again shows the section through the sole 10.
  • 31 is an incision or gap in the volume of the material of the sole 10, which extends from the surface to a certain depth. The incision 31 does not pass through the entire material.
  • the sole 10 has a lower flexural rigidity than the left and right of the incision 31.
  • a slot or Incision 31 as in Fig. 7 shown running on the underside of a sole 10 approximately following the toe approach of the wearer across the sole, so that the front region of the sole under the toes can bend under the heel relative to the rear region of the sole under the arch of the foot.
  • the flanks of the recess 31 form a stop which ensures that the compliance is not given in every bending direction in the same way.
  • the respective halves turn up, but not down. This can be particularly useful in football boots, where it may be desirable to give the toes when kicking the football special hold.
  • the cavity 32 symbolizes an optionally existing cavity in the interior of the body of the sole 10.
  • the inner end of the slot opens into the cavity 32.
  • the cavity 32 has a rounded contour. It does so that there are no notches and edges (concave) at which notch stresses could occur. In this way, the risk of cracking and material defects is reduced.
  • the cavity 32 can draw like a tube through the material of the sole 10 in accordance with the course of the cut 31.
  • Fig. 8 shows so-called sliding zones. Is shown in Fig. 8a the top view of a part of the sole 10, Fig. 8b shows a section through the body of the sole 10.
  • a sole 10 is usually a body having three-dimensional bulges. At uniform pressure loads this leads to forces occurring in the circumferential direction of the curvature, in Fig. 8a and 8b they are symbolized by arrow 34.
  • cuts 35 or 36 may be provided which extend globally in the radial direction. The sole material can gap along these incisions so that it gives way to the force 34 acting in the circumferential direction can, if desired.
  • FIG. 8a shows an embodiment in which vertical cuts can be made through the material.
  • the material may be cut along a meandering cutting guide 35, so that there are no large gaping slots.
  • Fig. 8b shows an embodiment in which obliquely lying in the material slots 36 are provided so that even when the left and right parts of the parts still overlap parts of the material, so that no gaping openings arise here. These can be provided to limit the maximum deflection with a stop.
  • Fig. 9 shows in more detail the structure of the data emerging over time, as described in Fig. 5 summarily symbolized by 27.
  • 91 are data to a first person
  • 92 data to a second
  • 93 to a third
  • These data are all included in the data 27. Because of the iterations in the process of Fig. 5 For example, multiple records 91-1, 91-2, 91-3, and so on may occur to a single person.
  • biometric data 91-1B, 91-2B, 91-3B arise, both as a single person and over many people, and on the other hand, many sets of design data 91-1E, 91-2E, 91-3E to sole and / or last and / or upper shoe, and again both to a single person and over many people away.
  • the data in the data set 27 can be used to supplement or modify the rule set 26.
  • the data is traversed by searching for correlations or patterns in them or in data derived from them, according to which new rules can be formulated and / or existing rules can be modified.
  • the relative frequencies of the correlations determined here can be used in the detection of a correlation or a pattern.
  • Fig. 10 shows this schematically.
  • a search device 100 searches the data in the data set 27 for correlations or patterns. If something significant is found, it is communicated to a rule manager 101 which, in view of the correlations or patterns found, checks the already existing rules R1-Rn in the rule set 26 and either modifies or deletes existing rules or adds one or more new rules.
  • An input and output device 102 can also be provided, by means of which the search device 100 and / or the rule management device 101 can communicate with a user.
  • a particular design parameter in the design data of a sole may be the attachment of the studs 8 to the underside of the sole, particularly soles of lawn sports shoes, with reference to FIG Fig. 11 is explained.
  • a lug 8 may be formed on the sole surface via one or two or more lugs 112.
  • An approach may be narrower in a side view, and particularly in two orthogonal side views than the largest lateral dimension of the stud.
  • the lugs 112 can then be made comparatively thin and, in particular, stalk-like.
  • the studs 8 then hinder the flexibility of the sole to a lesser extent.
  • lugs 112 are provided for a lug 8
  • these may be arranged along a line 111 parallel (+/- 30 °, preferably +/- 15 °) to a desired break line 110 of the sole 8, even if a possible longitudinal direction of the Stollens in plan view is oriented differently. This results in a further reduction in the impairment of the flexibility of the sole.
  • one or more passages 113 result between the sole surface and lugs 8.
  • the mentioned parameters can be determined in accordance with the collected biometric data or target specifications, such as the desired flexibility, a desired introduction of force from the tunnel into the sole or the like.
  • the production of the sole with said studs can be carried out as described, in particular machining, layer construction, laser sintering, prototyping.
  • design data for an inlay for a shoe based on biometric data may be generated in step 21 and / or step 25.
  • step 25 data is again created which may then be modified design data of the liner and / or design data for a sole and / or a last and / or an upper shoe. With this design data is then manufactured in step 22 accordingly. Specifically, in step 21, design data for an insert and, in step 25, design data for a sole and / or a last and / or an upper shoe are created. The creation of the design data of the deposit may also be based on data of the Shoe, with which the insert is to be used, take place.
  • the method is initially advantageous, since the production of an insert, even in accordance with biometric data, is comparatively inexpensive, so that later the higher costs of a shoe based thereon arise on better data.
  • the other procedural options can be configured as described above.
  • a model or set of rules may be used as input data, at least the data of the insert or data derived therefrom and the biometric information collected Receives data.
  • the model may also receive data of the shoe with which the insert was used. From these input data, the desired design data for shoe soles are derived via the model or set of rules.
  • a standard insert or a insert selected from a set of predetermined inserts can first be used in step 23, and biometric data and data on the insert itself are then obtained in step 24.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schuhsohle und ein Herstellungsverfahren hierfür nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
  • Die überwiegende Zahl der Schuhe wird in Massenfertigung so gefertigt, dass die entstehenden Schuhe durchschnittlichen Schuhgrößen- und formen gerecht werden. In den meisten Fällen führt dies zu hinreichenden Ergebnissen betreffs Komfort und orthopädische Erfordernisse. Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines herkömmlichen Schuhs: 1 ist die Laufsohle, also der dem Untergrund zugewandte Teil des Sohle, 2 die Brandsohle, also der dem Trägerfuß zugewandte Teil der Sohle, 3 der Oberschuh und 4 eine möglicherweise separat vorhandene Einlage. Häufig sind Brandsohle 1 und Laufsohle 2 getrennte Bauelemente. Es gibt aber auch mehr oder minder komplexe Schuhe, bei denen Brand- und Laufsohle nicht mehr separat erkennbar sind, sondern einstückig hergestellt wurden, so dass die Unterscheidung entfällt. Die Innenseite der Brandsohle weist ein mehr oder minder stark ausgebildetes Fußbett auf, also eine Form, die in gewissem Umfang orthopädischen Erfordernissen gerecht wird (Druckverteilung, Stützung des Fußgewölbes ...). In Standardschuhen sind diese Fußbetten entsprechend Durchschnittswerten geformt.
  • Wenngleich herkömmliche Schuhe in den meisten Fällen den praktisch herrschenden Anforderungen gerecht werden, gibt es doch Einsatzgebiete, in denen besser passende Schuhe wünschenswert sind. Ein erstes Einsatzgebiet sind medizinisch-orthopädische Anwendungen, in denen bestimmte Effekte entweder erreicht oder vermieden werden sollen. Ein zweites Anwendungsgebiet ist der Sport bzw. insbesondere Leistungssport, etwa der Fußball, wo kurzfristig während des Spiels und besonders langfristig über die Jahre hinweg besondere Anforderungen und Beanspruchungen der Füße der Spieler folgen. Ein drittes Anwendungsgebiet ist der Bereich besonderer Komfortwünsche von Trägern.
  • Grundsätzlich gibt es in gewissem Umfang Maßanfertigungen. Es werden schon seit langer Zeit individuell gefertigte Einlagen angeboten, die in Standardschuhe eingelegt werden. Die Einlagen sind nach Maßgabe der Bedürfnisse des konkreten Trägers gestaltet, werden in herkömmliche Schuhe eingelegt und versehen dort den gewünschten Zweck. Es sind auch maßgeschneiderte Alltagsschuhe erhältlich. Hier wird der Schuh (Sohle, Oberschuh) individuell für die jeweiligen Träger gefertigt. In gewissem Umfang können solche Schuhe an die individuellen Gegebenheiten des jeweiligen Trägers angepasst werden. Hohen Ansprüchen wird aber auch diese Technik nicht gerecht.
  • Die US 2002/0158358 A1 beschreibt ein Schuhwarenherstellungssystem. Es wird hierbei die Fußsohle vermessen, und die gewonnenen Daten werden zur Einstellung einer veränderlichen Gußform verwendet. Die DE 4404695 A1 und die WO 2001/67947 A1 beschreiben Verfahren zur Einlagenfertigung.
  • Die US 2005/0071935 A1 beschreibt ein Verfahren zur Leistenfertigung. Die EP 0426363 A2 beschreibt eine Schichtbaumaschine und ein Schichtbauverfahren
    Aufgabe der Erfindung ist es, eine gut an Trägerbedürfnisse angepasste Schuhsohle und ein Herstellungsverfahren hierfür anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Abhängige Patentansprüche sind nach bevorzugter Ausführung folgender Erfindung gerichtet.
  • Eine Schuhsohle für einen Schuh eines Trägers ist erfindungsgemäß nach Maßgabe individueller biometrischer Daten seines zukünftigen Trägers ausgebildet. Solche biometrischen Daten umfassen die dreidimensionale Form des Fußes und ggf. weitere Daten wie die vorzugsweise dreidimensionale Form des Fußskeletts oder von Teilen davon, das Gewicht und die Größe des Trägers, die Gewichtsverteilung über der Sohle des Trägers oder Daten, die die Geh- und/oder Laufweise des Trägers beschreiben. Teile oder all diese Daten werden vor Sohlenfertigung erfasst, und nach ihrer Maßgabe werden Entwurfsdaten für die Sohle und/oder den Oberschuh und/oder die Leisten erstellt. Nach Maßgabe der Entwurfsdaten wird dann der Schuh hergestellt. Die erfindungsgemäße Schuhsohle bildet die Brandsohle und die Laufsohle einstückig.
  • Nach Maßgabe der gewonnenen biometrischen Daten können die Position und/oder die Ausrichtung von nachgiebigen Bereichen die Position und/oder die Ausrichtung eines oder mehrerer fester Bereiche, und/oder die Profilierung eines oder mehrerer nachgiebiger Bereiche, und/oder das Fußbett und/oder die Absatzhöhe und/oder die Anzahl, Position, Form, Ausrichtung und Höhe von Stollen einer Schuhsohle festgelegt werden.
  • Die erfindungsgemäße Schuhsohle wird durch ein Rapid-Prototyping-Fertigungsverfahren (RP-Verfahren) hergestellt sein. Sie wird durch ein Schichtbauverfahren gefertigt. Lasersintertechnik kann eingesetzt werden.
  • Rapid-Prototypingverfahren sind Fertigungsverfahren, die überwiegend in der Herstellung von Prototypen eingesetzt werden, da sie schnell zum gewünschten Produkt führen und für kleine Losgrößen vergleichsweise kostengünstig sind. Dies beruht vor allem darauf, dass mindestens ein formgebender Schritt innerhalb einer Rapid Prototyping Prozesskette dadurch gekennzeichnet ist, daß aus 3D CAD-Daten eines Objektes direkt die Fertigungssteuerungsinformation zur Erzeugung dieses Objektes abgeleitet wird.
  • Schichtbauverfahren sind Fertigungsverfahren die dadurch gekennzeichnet sind, dass das zu erzeugende Objekt Schicht für Schicht gefertigt wird. Schichtbauverfahren arbeiten üblicherweise generativ, dass heißt es wird das zu fertigende Objekt durch hinzufügen von Material erzeugt. Auf unterschiedliche Weise unterscheidet dann das jeweilige Fertigungsverfahren, wo Material aufgetragen oder/und verfestigt werden soll und wo nicht. Heute marktübliche Beispiele sind LOM (Layer Object Manufacturing), Stereolithographie, Lasersintertechnik, SLM (Selective Laser Melting) oder FDM (Fused Deposition Modeling).
  • Durch das schichtweise Vorgehen bieten diese Verfahren teilweise die Möglichkeit, quasi innenliegende Funktionalitäten zu erzeugen, die mit anderen Fertigungsverfahren nicht möglich sind. Außerdem können lokal unterschiedliche Eigenschaften in einem Fertigungsprozess erzeugt werden.
  • Lasersintertechnik ist ein Schichtbauverfahren, das als Werkstoff Pulver (Feststoff) oder eine Kombination aus festen und nicht festen Komponenten (Flüssigkeiten, Gas) verwendet. Mit Hilfe von Wärmeenergie, vorzugsweise eingebracht durch einen Laser, wird selektiv der Werkstoff verfestigt. Kennzeichnend für das Lasersintern ist dabei, dass ein ursprünglich fester, pulverförmiger Ausgangswerkstoff nach dem Ablauf der Phasenübergänge fest -> nicht fest (flüssig oder/und gasförmig) -> fest die Matrix- Komponente des Endproduktes ausmacht. (Anders als bei der Stereolithographie, die mit Harzen arbeitet, die mit festen Partikeln gefüllt sind. Hier wird die Matrix des Endproduktes durch das Harz gebildet, das im Fertigungsprozess vernetzt und dadurch von der flüssigen in die feste Phase übergeht.) Beim Lasersintern kann innerhalb einer Schicht auch mit unterschiedlichen Werkstoffen gearbeitet werden, die gezielt in unterschiedlichen Bereichen der Schicht deponiert werden können. Auch dadurch lassen sich lokal unterschiedliche Bauteileigenschaften erzeugen.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Schuhsohle nach der Erfindung weist das Erfassen biometrischer Daten des Trägers wie oben beschrieben auf, das Erstellen von Entwurfsdaten für die Sohle nach Maßgabe der erfassten biometrischen Daten und das Herstellen der Schuhsohle nach Maßgabe der Entwurfsdaten in einem Prototyping-Verfahren. Insbesondere Sohle und/oder Leisten können mit einer der oben beschriebenen Arbeitstechniken hergestellt werden.
  • Das so beschriebene Verfahren kann iterativ verwendet werden. Im Leistungssport halten Schuhe häufig weniger als ein halbes Jahr. Es sind dementsprechend - und auch wegen Verletzungen - häufig neue Schuhe anzufertigen, so dass durch die jeweils neu angefertigten Schuhe den jeweils herrschenden Umständen und Verläufen Rechnung getragen werden kann.
  • Nachfolgend werden bezugnehmend auf die Zeichnungen einzelne Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, es zeigen:
    • Fig. 1 einen allgemeinen, herkömmlichen Schuh,
    • Fig. 2 eine Sohle, wie sie erfindungsgemäß hergestellt sein kann, in Seitenansicht,
    • Fig. 3 schematisch eine Sohle von unten mit bestimmten Merkmalen darauf,
    • Fig. 4 eine Detailansicht einer Sohle zur Erläuterung mehrerer Ausführungsformen,
    • Fig. 5 den Ablauf des Entwurfs und Baus eines Schuhs,
    • Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sohle,
    • Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sohle,
    • Fig. 8 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sohle,
    • Fig. 9 vorhandene Datenstrukturen,
    • Fig. 10 ein Verfahren zum Erstellen oder Verändern von Entwurfsregeln, und
    • Fig. 11 eine Ausführungsform eines Stollens einer Sohle.
  • Fig. 2 zeigt in Seitenansicht eine Schuhsohle, die einstückig die Brandsohle und die Laufsohle eines Schuhs bildet. Gezeigt ist die Sohle eines typischen Fußballschuhs. Die Sohle weist links eine Mulde 5 für den Ballen auf, in der Mitte eine Stütze 6 für das Fußgewölbe und links eine Mulde 7 für die Ferse. 8 kennzeichnet verschiedenen Stollen, die nach unten gerichtet über die Sohle verteilt sind. Die Sohle 10 ist ein Formkörper, der nach Maßgabe von Fertigungsdaten hergestellt wurde. Das Fertigungsverfahren ist ein Schichtbauverfahren beispielsweise mit Lasersintertechnik. Die Entwurfsdaten beschreiben die Sohle 10 vorzugsweise vollständig in digitaler Form und werden so dem Herstellungsvorgang zur Verfügung gestellt.
  • Die Entwurfsdaten für die Sohle 10 werden nach Maßgabe biometrischer Daten des Trägers erstellt. Diese Entwurfsdaten können praktisch jedes Merkmal eines Schuhs und damit verbunden Merkmale an Leisten, Sohle und Oberbau bzw. Oberschuh betreffen, besonders aber eines oder mehrere der folgenden vorzugsweise nach Maßgabe biometrischer Daten des Trägers ausgestalteten Merkmale:
    • Die Position und/oder die Ausrichtung und/oder Verlauf eines oder mehrerer nachgiebiger Bereiche in der Schuhsohle. Schuhsohlen haben idealerweise nachgiebige Bereiche, die in ihrer Lage und Ausrichtung auf die Anatomie des Trägers abgestimmt sind. Es gibt hier zwar Durchschnittswerte. Die individuellen Gegebenheiten streuen aber vergleichsweise stark, so dass die Ausrichtung nachgiebiger Bereiche nach Maßgabe der Anatomie des Trägers sinnvoll ist. Idealerweise ist eine Sohle, insbesondere eine Schuhsohle im hinteren Bereich (vom Ballen nach hinten) vergleichsweise starr, während sie nach vorne federnd nachgiebiger wird. Idealerweise folgt ein nachgiebige Bereich beispielsweise in Querrichtung der Sohle in etwa dem Verlauf des Zehenansatzes. Nachgiebige Bereiche können auch über vergleichsweise festen Bereichen im oberen Bereich der Sohle liegen und so lokal als Dämpfung wirken. Es können so unter anderem Grad der Biegung der Sohle, Richtung der Biegung oder Widerstand der Sohle beim Biegen auf die individuellen Gegebenheiten angepasst werden
    • Die Position und/oder die Ausrichtung eines oder mehrer fester Bereiche. Feste Bereiche sind solche, die nicht oder nur geringfügig verbiegbar sind. Vom Ballen aus nach hinten kann eine Schuhsohle in den meisten Fällen vergleichsweise fest und unnachgiebig gestaltet sein. Gleiches gilt für den Bereich der Zehen vorne. Zwischen diesen festen Bereichen kann der oben schon erwähnte nachgiebige Bereich liegen.
    • Die Profilierung eines nachgiebigen Bereichs. Es kann sinnvoll sein, einen nachgiebigen Bereich nicht als punktuell wirkendes Gelenk anzusehen, sondern als eine über eine Strecke verteilte Nachgiebigkeit. Es kann ein Nachgiebigkeitsprofil über einer Strecke eingestellt werden. Wenn hier bestimmte Verläufe und Profile gewünscht sind, können diese über geeignete Maßnahmen eingestellt und an die individuellen Gegebenheiten angepasst werden.
    • Das Fußbett. Das Fußbett ist die der Sohle des Trägers zugewandte Oberfläche der Sohle 10. Ausgangspunkt für die Formgebung des Fußbetts kann die dreidimensionale Form der Fußsohle des Trägers sein. Das Fußbett der Sohle muss die Fußform des Trägers aber nicht identisch nachbilden. Es können hier durchaus auch bestimmte definiert abweichende Verteilungen der Formgebung gewünscht sein und eingestellt werden, wie der Winkel zwischen Vorderfuss und Fersenboden oder ein besonderer Verlauf der Druckbeanspruchung durch die Fußsohle während der Benutzung.
    • Die Absatzhöhe und die Form des Absatzes und damit die Position und Unterstützung der Ferse. Breite, Höhe und Form des Absatzes bestimmen stark die Gehweise des Trägers des Schuhs. Diese Parameter können nach Maßgabe biometrischer Daten und auch nach Maßgaben gewünschter Effekte eingestellt werden.
    • Bei Sportschuhen die Anzahl, Größe, Form und Ausrichtung der Stollen oder Spikes, ihre jeweilige Position und ihre jeweilige Höhe. Auch die genannten Parameter können nach Maßgabe biometrischer Daten gewählt werden.
    • Dämpfung und Federung durch die und in der Sohle. Durch das Einbringen von Funktionselementen wie beispielsweise Federn, Dämpfern oder Gleitzonen kann die mechanische Antwort der Sohle auf die Belastung während der Benutzung auf die individuellen Gegebenheiten des Trägers angepasst werden.
    • Je nach Schuhart und Funktionsweise, Lage, Verlauf, Länge und Gestaltung des Schließ- bzw. Schnürbereiches.
  • Unter "biometrische Daten" im obigen Sinne werden auch Daten verstanden, die gewünschte zukünftige Effekte bezüglich der Physis des Schuhträgers widerspiegeln.
  • Fig. 3 zeigt schematisch von unten eine erfindungsgemäße Sohle. 11 symbolisiert einen nachgiebigen Bereich, 12 einen vergleichsweise festen Bereich und 13 auch eher feste Bereiche. Erfindungsgemäß kann beispielsweise die Position und räumliche Ausrichtung des nachgiebigen Bereichs 11 nach Maßgabe biometrischer Daten bestimmt werden. 8 symbolisiert die Stollen des Schuhs, deren Position und auch jeweilige Höhe nach Maßgabe biometrischer Daten bestimmt werden kann.
  • Folgende biometrische Daten können erfasst und berücksichtigt werden:
    • vorzugsweise dreidimensional der Fuß oder Teile hiervon, insbesondere das Fußgewölbe, aber auch Zehen, Spann, Ferse, Achillessehne und Knöchel und daraus abgeleitete Grössen.
    • vorzugsweise dreidimensional das Fußskelett oder Teile hiervon und daraus abgeleitete Größen. Abgeleitete Größen sind beispielsweise Längenverhältnisse der Knochen, besonders die Stellung zueinander wie die Längenverhältnisse der Mittelfußknochen und der Zehenknochen zwischen dem ersten und dem zweiten Zeh. Es zeigen sich dann eindeutig die Lage der Gelenke, ggf. Anomalien und ähnliches, so dass dies beim Bau des Schuhs berücksichtigt werden kann.
      Unter anderem können erfasst und berücksichtigt werden:
      • ∘ die Länge des Fußes, die Höhe der Zehen, der Fersen-Ballen-Abstand
      • ∘ der Umfang des Fußes gemessen
        • ▪ vom hintersten Punkt der Ferse um den Übergang zwischen Bein und Fuß (wo der Strecker der großen Zehe hervortritt)
        • ▪ an den Gelenken der Mittelfußknochen
        • ▪ an den Zehen
      • ∘ die Lage Mittelfußknochen, besonders die Lage der Köpfe des ersten und fünften Mittelfußknochens
      • ∘ Die Längenverhältnisse zwischen dem ersten und zweiten Zeh und dem ersten und zweiten Mittelfußknochen
      • ∘ die Lage des jeweils am weitesten herausragenden Punktes
        • ▪ der zweiten Zehe und der fünften Zehe
        • ▪ der Ferse
        • ▪ des inneren Knöchels und des äußeren Knöchels
        • ▪ die Lage des am tiefsten liegenden Punktes des inneren und äußeren Knöchels
      • ∘ die Lage des Punktes, an dem die Achillessehne in das Fersenbein übergeht.
      • ∘ die Lage des tiefsten Punktes des Kahnbeins
      • ∘ die Lage des Knochenfortsatzes des fünften Mittelfußknochens
    • Gewicht, Größe oder Längenverhältnisse der Beine des Trägers. Es handelt sich hierbei um Parameter, die die Last bestimmen, die der Schuh und der Fuß zu tragen haben und die die Beanspruchung des Bewegungsapparates beeinflussen: Die Beanspruchung kann durch geeignete Schuhgestaltung optimiert werden. Dazu kann erfasst und berücksichtigt werden:
      • ∘ das Gewicht des Trägers
      • ∘ die Beinlängen des Trägers
        ▪ vom Fuß zur Hüfte, vom Fuß zum Kniegelenk, vom Kniegelenk zur Hüfte
      • ∘ das Skelett von Fuß und Bein bis zur Hüfte
      • ∘ Symmetrie zwischen rechtem und linkem Fuß bzw. Bein
    • Daten, die die natürliche Beweglichkeit der Gelenke des Trägers beschreiben, die Beweglichkeit der Füße und von Teilen der Füße, sowie ihre Stellung in Bezug auf die Beine (Unterschenkel). Das optimierte Schuhdesign orientiert sich auch an diesen individuellen Gegebenheiten. Dazu kann erfasst und berücksichtigt werden:
      • ∘ die Beweglichkeit des Fußes um den Knöchel (Art, Ausmaß und Richtung), Die maximale Auslenkung des Fußes begrenzt durch die Beweglichkeit des Fußgelenkes
      • ∘ Winkel zwischen vorderem und hinterem Fuß
      • ∘ Beweglichkeit der ersten und des fünften Gelenkes zwischen Mittelfußknochen und Zehenknochen gegenüber den Gelenken des 2.-4.
      • ∘ Verhältnisse (Lage, Orientierung, Winkel) der Unterschenkel, der Knöchelgelenke und der Füße des Trägers, in durch den orthopädisch geschulten Fachmann eingestellter optimaler Standposition, sowie Höhe und Form etwaiger Unterlagen, die für diese Korrektur erforderlich sein können.
      • ∘ Verhältnisse (Lage, Orientierung, Winkel) der Unterschenkel, der Knöchelgelenke und der Füße des Trägers im Stand in einer vom Träger gewählten entspannten Position
      • ∘ Asymmetrien zwischen dem rechten und dem linken Fuß bezüglich Beweglichkeit ohne Belastung und im Bewegungsablauf beim Gehen und/oder Laufen.
      • ∘ Bewegung der gedachten Verbindungslinie zwischen der Spitze des Fersenbeins (am Boden) und dem Kopf des Mittelfußknochens der großen Zehe einerseits und der kleinen Zehe andererseits
      • ∘ Beweglichkeit und maximaler Auslenkungswinkel des Gelenkes zwischen erstem Mittelfußknochen und Zehenknochen in entspannter Haltung (liegend)
      • ∘ Beweglichkeit und maximaler Auslenkungswinkel der großen Fußzehe gegenüber der Fußsohle (gleiches Gelenk wie oben) im Stehen
      • ∘ Bewegungsfreiheit des Fußes, die durch die Achillessehne und die Wade bestimmt werden. Beweglichkeit des Fuß im Stehen gegen den Widerstand der Achillessehne und der Wadenmuskulatur
    • Gewicht und Gewichtsverteilung des Trägers über dessen Sohle. Es kann hier vermessen werden, wie sich das Gesamtgewicht des Trägers über dessen Fußsohle verteilt. Dies kann statisch oder auch dynamisch bestimmt werden. Im Einzelnen können die folgenden biometrischen Daten mit und ohne Wechselwirkung mit Schuhwerk beim Gehen oder Laufen erhoben werden und bei der Entwurfserstellung einfließen:
      • ∘ Die Druckverteilung unter der Sohle (jedem Punkt der Sohle) zu jedem Zeitpunkt des Bodenkontaktes in dem jeweiligen Fuß.
      • ∘ Lage des Druckzentrums bei längerer Bewegung
      • ∘ Bewegung der Druckmaxima durch den Fuß während der Bewegung (laufen und gehen)
      • ∘ Die Belastung (Höhe der Krafteinwirkung)des Fußes zu jedem Zeitpunkt des Bodenkontaktes und der Kraftverlauf durch den Fuß.
      • ∘ Art und Geschwindigkeit der Gewichtsverlagerung von links nach rechts und von vorne nach hinten
    • weitere Daten, die die Geh- und/oder Laufweise des Trägers beschreiben. Es gibt verschiedene typische Laufarten. Manche Leute knicken beispielsweise eher nach innen ab, andere eher nach außen. Manche laufen eher auf der Außenkante, andere eher auf der Innenkante. Dies kann durch geeignete Daten beschrieben werden und bei der Gestaltung insbesondere der Sohle berücksichtigt werden. Dazu zählen unter anderem jeweils in Gehen und Laufen, mit und ohne Schuh:
      ∘ die Winkel zwischen Boden und Ferse, sowie zwischen Hüfte, Knie, Knöchel und Gelenk zwischen erstem Mittelfußknochen und großer Zehe bei ersten Bodenkontakt, in der Mittelposition, wenn die Ferse den Boden verlässt und wenn die große Zehe den Boden verlässt
    • Subjektive und objektive Angaben des Benutzers während der Zeit der Benutzung früherer Schuhe, insbesondere
      • ∘ Tragekomfort zu Beginn der Benutzung, nach wenigen Minuten und der Verlauf bis zum Ende.
      • ∘ Typische Dauer der Benutzung
      • ∘ Typische Ruhezeit nach der Benutzung
      • ∘ Veränderungen über einen längeren Zeitraum
    • Daten, die gewünschte zukünftige Effekte insbesondere bezüglich der Physis des Schuhträgers widerspiegeln.
  • Die Entwurfsdaten insbesondere der Sohle können nach Maßgabe eines oder mehrerer dieser Daten gestaltet werden.
  • Die genannten biometrischen Daten werden vorzugsweise digital erfasst und dem Entwurfsprozess zur Verfügung gestellt. Das Entwurfsverfahren selbst weist die Erfassung der biometrischen Daten auf sowie nach Maßgabe der so erfassten Daten das Erstellen von Entwurfsdaten für Schuhsohle. Das Erstellen der Entwurfsdaten kann das völlig neue Entwerfen einer Konstruktion ausgehend von den erfassten biometrischen Daten und sonstigen Randbedingungen aufweisen und/oder das Modifizieren existierender Daten und/oder das Zusammenführen geeigneter einzelner Elemente (etwa Grundform plus nachgiebige Bereiche plus Stollen). Mit den Entwurfsverfahren wird der digitale Entwurf für eine einstückige Schuhsohle entworfen, die dann nach Maßgabe der Entwurfsdaten gefertigt wird.
  • Bei der Herstellung der Sohle nach Maßgabe der erstellten Entwurfsdaten kommen Schichtbauverfahren zum Einsatz. Bei einem Schichtbauverfahren besteht die Möglichkeit, quasi im inneren der Sohle Funktionselemente wie Federn, Dämpfer oder Führungselemente wie beispielsweise Schienen zu fertigen. Weiterhin kann das Verhalten durch die direkte Fertigung von innen liegenden Holräumen beeinflusst werden. Bei der Lasersintertechnik, einem Schichtbauverfahren, können zusätzlich Materialparameter ortsabhängig eingestellt werden, so dass nicht nur an einem bestimmten Ort Material vorhanden ist oder nicht, sondern stattdessen an bestimmten Orten das Material eine Eigenschaft haben kann, die anders ist als an anderen Orten. Es können auf diese Weise beispielsweise nachgiebige Bereiche eingeformt werden. Dies kann geschehen, indem beispielsweise die Laserparameter bei der Lasersintertechnik so verändert werden, dass das Material in bestimmter Weise aushärtet bzw. versintert, beispielsweise nicht vollständig, sondern nur teilweise. Eine lokal unterschiedliche Bauteileigenschaft kann in der Lasersintertechnik auch dadurch erzielt werden, dass unterschiedliche Werkstoffe ortsabhängig während ein und desselben Bauprozesses verarbeitet werden.
  • Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch einen Bereich der Sohle 10. Die Schnittfläche hat eine vergleichsweise homogene Dicke, was sich aus biometrischen Randbedingungen (z. B. Fußbett) ergeben kann. Wenn man gleichwohl nachgiebige Bereiche einstellen mag, kann dies beispielsweise dadurch geschehen, dass ein Bereich 17 geschaffen wird (angedeutet durch die gestrichelte Abgrenzung gegenüber dem umgebenden Material), in dem die Materialparameter beim Schichtbauverfahren oder bei der Lasersintertechnik anders eingestellt wurden als in der Umgebung, beispielsweise so, dass im Bereich 17 das Material nachgiebiger ist als außerhalb davon. Eine andere, auch verwendbare Technik ist es, im Inneren des Körpers der Sohle 10 Hohlräume 18 zu bilden, die ggf. noch durch Stützen 19 abgestützt sein können. Außer Stützen können auch Funktionselemente wie Federn 40, Dämpfer 41 oder Schienen 42 realisiert werden. Auch im Bereich des Hohlraums 18 wird die Sohle 10 eine andere Nachgiebigkeit haben als jenseits davon. Die Geometrien entsprechend Bereich 17 oder Hohlraum 18 können in Schichtbauverfahren oder Lasersintertechnik durch entsprechende Artsteuerung der Gerätschaften eingestellt werden.
  • Fig. 5 zeigt ein weiteres Entwurfsverfahren für Sohlen, das in einem Herstellungsverfahren für Sohlen angewendet werden kann. In Schritt 21 werden Entwurfsdaten für eine Sohle erstellt. Dies geschieht nach Maßgabe biometrischer Daten. Es können hier digitale Daten erzeugt werden. Nach Maßgabe dieser Entwurfsdaten werden in Schritt 22 Sohle, Leisten, Oberschuh und dann der ganze Schuh gefertigt. Der Schuh wird dann in Schritt 23 in Benutzung genommen. Nach einer bestimmten Zeit werden Daten bezüglich des in Schritt 22 gefertigten Schuhs erhoben. Nach Maßgabe dieser gewonnenen Daten werden in Schritt 25 modifizierte Entwurfsdaten zu Sohle erstellt, die dann in Schritt 22 abermals zum Fertigen eines Schuhs verwendet werden. Das Verfahren kann iterativ durchlaufen werden. Die Periode des Tragens des Schuhs in Schritt 23 kann vergleichsweise kurz sein (im Extremfall nur eine Testbenutzung) oder vergleichsweise lang (Lebensdauer des Schuhs) oder vorbestimmt (z. B. 6 Monate). In Schritt 24 können Daten bzw. Informationen zum in Schritt 22 gebauten Schuh eingeholt werden. Diese können biometrische Daten umfassen. Es kann auch der getragene Schuh innen und/oder außen vermessen werden. Es können außerdem Angaben des Trägers eingeholt werden. Die in Schritt 24 gewonnenen Daten können ggf. auch mit früher und insbesondere vor dem Schritt 23 eingeholten, entsprechenden Daten verglichen werden, so dass sich insbesondere aus den jeweiligen Unterschieden Hinweise über möglicherweise stattfindende Entwicklungen ergeben. Insbesondere kann der in Schritt 22 gefertigte Schuh nach seiner Fertigung, aber vor dem Tragen in Schritt 23 innen und/oder außen vermessen werden, so dass sich mit der Vermessung nach seiner Benutzung aussagekräftige Daten ergeben.
  • 26 symbolisiert einen Regelsatz, der in einem Rechner hinterlegt sein kann und der zur automatischen Erstellung der Entwürfe von Sohle in den Schritten 25 und ggf. 21 herangezogen wird. 27 symbolisiert einen Datensatz, der die Daten, die im Laufe der Zeit im ggf. auch wiederholt angewendeten Schritt 24 erhoben wurden und auf die die Regeln zurückgreifen. Der Datensatz kann auch die Entwurfsdaten zu Sohle und/oder Leisten und/oder Oberschuh enthalten.
  • Die in Schritt 24 erhobenen biometrischen Daten können die schon beschriebenen biometrischen Daten aufweisen einschließlich subjektiver Nutzerangaben zum Schuh, seinem Wohlbefinden u. ä.. Es können auch abgeleitete Werte herangezogen werden, insbesondere Unterschiede zu entsprechenden früheren Werten.
  • Der erste Entwurf in Schritt 21 kann konventioneller Natur sein. Er kann aber auch nach Maßgabe erhobener biometrischer Daten des Schuhträgers erstellt worden sein.
  • Die bei der Modifikation der Entwurfsdaten einstellbaren Merkmale können grundsätzlich alle Entwurfsgrößen der Sohle und/oder des Leisten und/oder des Oberschuhs sein, insbesondere die schon weiter oben genannten Merkmale.
  • Mit dem Verfahren der Fig. 5 ergibt sich eine gute Anpassung des Schuhs an den Fuß des jeweiligen Trägers, insbesondere dann, wenn es iterativ und wiederholt eingesetzt wird. Die jeweils erstellten modifizierten Entwurfsdaten können bezugnehmend auf Anwendung, medizinisch-orthopädische Erfordernisse und Komfortwünsche des Trägers gestaltet werden und führen so zu einem Schuh, der gut in die herrschenden Randbedingungen eingepasst werden kann.
  • Die Fig. 6 bis 8 zeigen Ausführungsformen für Sohlen bzw. ihre Fertigung, die zusammen mit den bisher beschriebenen Aspekten der Erfindung oder unabhängig davon verwendet werden können.
  • Fig. 6 zeigt im Querschnitt einen durch eine Materialverjüngung hergestellten nachgiebigen Bereich einer Sohle. Allgemein können nachgiebige Bereiche nach der Erfindung auch durch Materialverjüngungen hergestellt werden. Vorzugsweise haben Materialverjüngungen dabei verrundete Konturen und eine Flankensteilheit α, die immer über 15°, vorzugsweise über 45° liegt. Der Krümmungsradius der Kontur liegt an keinem Ort des Querschnitts unter einem Wert von 2mm, vorzugsweise ist der untere Grenzwert des Krümmungsradiuses 5mm. Mit dieser Gestaltung wird erreicht, dass sich einerseits eine gute Herstellbarkeit ergibt und dass andererseits Kerbspannungen vermieden werden, die insbesondere im Bereich konkaver Kanten zu Rissen und Beschädigungen führen. Der Winkel α ist definiert zwischen jeweiliger Tangente an die Flanke der Materialverjüngung und Lot durch die dünnste Stelle der Materialverjüngung.
  • Fig. 7 zeigt in Kombination mehrerer Merkmale einer weiteren Ausführungsform der Bildung eines nachgiebigen Bereichs. Sie zeigt abermals den Schnitt durch die Sohle 10. 31 ist ein Einschnitt oder Spalt in das Volumen des Materials der Sohle 10, der von der Oberfläche ausgehend bis in eine bestimmte Tiefe reicht. Der Einschnitt 31 geht nicht durch das gesamte Material hindurch. An der Stelle des Einschnitts 31 hat die Sohle 10 eine geringere Biegesteifigkeit als links und rechts des Einschnitts 31. Beispielsweise kann ein Schlitz oder Einschnitt 31 wie in Fig. 7 gezeigt an der Unterseite einer Sohle 10 in etwa dem Zehenansatz des Trägers folgend quer über die Sohle laufen, so dass der vordere Bereich der Sohle unter den Zehen gegenüber dem hinteren Bereich der Sohle unter dem Fußgewölbe unter der Ferse abknicken kann. Gleichzeitig bilden die Flanken des Einschnitts 31 einen Anschlag, der dafür sorgt, dass die Nachgiebigkeit nicht in jede Biegerichtung in gleicher Weise gegeben ist. So lassen sich in der Ausführungsform der Fig. 7 die jeweiligen Hälften zwar nach oben abbiegen, nicht aber nach unten. Dies kann insbesondere bei Fußballschuhen hilfreich sein, wo es wünschenswert sein kann, den Zehen beim Treten des Fußballs besonderen Halt zu geben.
  • 32 symbolisiert einen optional vorhandenen Hohlraum in Inneren des Körpers der Sohle 10. Das innere Ende des Schlitzes mündet in den Hohlraum 32. Der Hohlraum 32 hat eine verrundete Kontur. Er bewirkt so, dass es keine Kerben und Kanten (konkav) gibt, an denen Kerbspannungen auftreten könnten. Auf diese Weise ist die Gefahr von Rissbildung und Materialfehlern verringert. Der Hohlraum 32 kann sich schlauchartig durch das Material der Sohle 10 entsprechend dem Verlauf des Schnitts 31 ziehen.
  • Fig. 8 zeigt sogenannte Gleitzonen. Dargestellt ist in Fig. 8a die Draufsicht auf einen Teil der Sohle 10, Fig. 8b zeigt einen Schnitt durch den Körper der Sohle 10. Eine Sohle 10 ist üblicherweise ein Körper, der dreidimensionale Wölbungen aufweist. Bei gleichmäßigen Druckbelastungen führt dies dazu, dass Kräfte in Umfangsrichtung der Wölbung auftreten, in Fig. 8a und 8b sind sie durch Pfeil 34 symbolisiert. Um dem Material an der Peripherie einer Wölbung insoweit eine gewisse Nachgiebigkeit zu verleihen, können Einschnitte 35 oder 36 vorgesehen sein, die sich global auch in radialer Richtung erstrecken. Längs dieser Einschnitte kann das Sohlenmaterial klaffen, so dass es der in Umfangsrichtung wirkenden Kraft 34 nachgeben kann, wenn es gewünscht ist. Fig. 8a zeigt eine Ausführungsform, bei der senkrechte Schnitte durch das Material vorliegen können. Das Material kann längs einer mäandernden Schnittführung 35 aufgeschnitten sein, so dass sich keine groß klaffenden Schlitze ergeben. Fig. 8b zeigt eine Ausführungsform, bei der schräg im Material liegende Schlitze 36 vorgesehen sind, so dass sich auch beim Klaffen der linken und rechten Teile immer noch Teile des Materials überlappen, so dass auch hierbei keine klaffenden Öffnungen entstehen. Diese können zur Begrenzung der maximalen Auslenkung mit einem Anschlag versehen sein.
  • Fig. 9 zeigt ausführlicher die Struktur der im Lauf der Zeit entstehenden Daten, wie sie in Fig. 5 summarisch durch 27 symbolisiert sind. 91 sind Daten zu einer ersten Person, 92 Daten zu einer zweiten, 93 zu einer dritten usw.. Diese Daten sind alle in den Daten 27 enthalten. Wegen der Iterationen im Verfahren der Fig. 5 können zu einer Person mehrere Datensätze 91-1, 91-2, 91-3, usw. entstehen. Es entstehen einerseits viele Sätze biometrischer Daten 91-1B, 91-2B, 91-3B, und zwar sowohl zu einer einzelnen Person als auch über viele Personen hinweg, und andererseits viele Sätze von Entwurfsdaten 91 - 1E, 91-2E, 91-3E zu Sohle und/oder Leisten und/oder Oberschuh, und auch hier wieder sowohl zu einer einzelnen Person als auch über viele Personen hinweg.
  • Die Daten im Datensatz 27 können zur Ergänzung oder Modifizierung des Regelsatzes 26 herangezogen werden. Zu diesem Zweck werden die Daten in der Weise durchgegangen, dass in ihnen oder in davon abgeleiteten Daten nach Korrelationen oder Mustern gesucht wird, nach deren Maßgabe neue Regeln formuliert und/oder existierende Regeln modifiziert werden können. Die relativen Häufigkeiten der ermittelten Korrelationen können hierbei bei der Erkennung einer Korrelation oder eines Musters herangezogen werden. Fig. 10 zeigt dies schematisch.
  • Eine Suchvorrichtung 100 durchsucht die Daten im Datensatz 27 nach Korrelationen oder Mustern. Wenn etwas Signifikantes gefunden wird, wird dies einer Regelverwaltungseinrichtung 101 mitgeteilt, die im Hinblick auf die gefundenen Korrelationen oder Muster die schon existierenden Regeln R1 - Rn im Regelsatz 26 überprüft und entweder existierende Regeln modifiziert oder löscht oder eine oder mehrere neue Regeln hinzufügt. Es kann auch eine Eingabe- und Ausgabeeinrichtung 102 vorgesehen sein, mittels derer die Suchvorrichtung 100 und/oder die Regelverwaltungseinrichtung 101 mit einem Benutzer kommunizieren können.
  • Ein Beispiel soll das Vorgehen verdeutlichen: Es sei angenommen, dass eine oder mehrere existierende Regeln Rn bei bestimmten biometrischen Eingansdaten in den Entwurfsdaten zum Effekt E führen, dass der Absatz im Vergleich zum Vorderfuß um 2 mm angehoben wird. Es wird weiter angenommen, dass dies bei Personen mit einer bestimmten biometrischen Konstellation K signifikant zu bestimmten kleineren Beschwerden B führt, die bei der Datenerhebung erfasst werden. Wenn die Suchvorrichtung 100 diese Korrelation erkennt (also E in Verbindung mit K und B in als signifikant bewerteter Häufigkeit), kann diese an die Regelverwaltung 101 übergeben werden, die dann eine neue Regel dahingehend formuliert, dass die Regel Rn bei der Konstellation K dahingehend korrigiert wird, dass die Erhöhung nur um 1 mm erfolgt. Bezug nehmend auf die so fortgeschriebenen Regeln können dann die Entwürfe im Schritt 25 der Fig. 5 erstellt werden. Auf diese Weise erhält man ein lernendes System, das die sich in den Daten abbildende Empirie erkennt und mittels fortgeschriebener Regeln abbildet und für die Schuhfertigung verwendet.
  • Mit den beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, eine Sohle und einen Schuh zu schaffen, die sehr gut an die Bedürfnisse des Trägers unter den unterschiedlichsten Aspekten angepasst sind.
  • Ein besonderer Entwurfsparameter in den Entwurfsdaten einer Sohle kann die Anbringung der Stollen 8 an der Unterseite der Sohle, insbesondere bei Sohlen von Sportschuhen für Rasensportarten, sein, was Bezug nehmend auf Fig. 11 erläutert wird. Ein Stollen 8 kann über einen oder zwei oder mehrere Ansätze 112 an der Sohlenfläche angeformt sein. Ein Ansatz kann in einer Seitenansicht, und insbesondere in zwei zueinander orthogonal gerichteten Seitenansichten, schmaler sein als die größte seitliche Abmessung des Stollens. Die Ansätze 112 können dann vergleichsweise dünn und insbesondere stielartig ausgebildet sein. Die Stollen 8 behindern dann die Biegsamkeit der Sohle in nur geringerem Ausmaß. Wenn mehrere Ansätze 112 für einen Stollen 8 vorgesehen sind, können diese längs einer Linie 111 parallel (+/- 30°, vorzugsweise +/- 15°), zu einer gewünschten Abknicklinie 110 der Sohle 8 angeordnet sein, selbst wenn eine mögliche Längsrichtung des Stollens in Draufsicht anders ausgerichtet ist. Dadurch ergibt sich eine weitere Verringerung der Beeinträchtigung der Biegsamkeit der Sohle. Bei zwei oder mehreren Ansätzen ergeben sich ein oder mehrere Durchlässe 113 zwischen Sohlenfläche und Stollen 8.
  • Die genannten Parameter (Anzahl und ggf. Ausrichtungslinie 111 der Ansätze 112) können nach Maßgabe der erhobenen biometrischen Daten oder Zielvorgaben bestimmt werden, also etwa die gewünschte Biegamkeit, eine gewünschte Krafteinleitung vom Stollen in die Sohle oder ähnliches. Die Herstellung der Sohle mit den genannten Stollen kann wie beschrieben erfolgen, insbesondere spanend, Schichtbauweise, Lasersintern, Prototyping.
  • Nachfolgend wird nochmals auf Fig. 5 Bezug genommen und eine Variante des dort beschriebenen Verfahrens dargestellt. Bei einem oder mehreren Durchläufen der dort gezeigten Schleife, insbesondere im ersten Durchlauf, können im Schritt 21 und/oder im Schritt 25 Entwurfsdaten für eine Einlage für einen Schuh nach Maßgabe biometrischer Daten erstellt werden.
  • Im Schritt 22 wird eine Einlage nach Maßgabe der Daten gefertigt. Im Schritt 23 wird diese Einlage zusammen mit einem erfindungsgemäßen oder einem sonstigen Schuh benützt. Im Schritt 24 werden zu der benützten Kombination aus Schuh und Einlage Daten, insbesondere biometrische Daten und Daten zur Einlage selbst, eingeholt. Diese Datenerhebung kann eine oder mehrere der folgenden Optionen umfassen:
    • Die schon weiter oben genannten biometrischen Daten,
    • Testen dieser Einlagen in einem konventionellen Schuh, einem Sportschuh, Laufschuh oder/und Fußballschuh Schuh mit Stollen oder einem anderen Schuh für den Einsatzzweck des späteren individuell hergestellten Schuhs.
    • Überprüfen der Einlagenfunktion mit Hilfe von Benutzereindruck und/oder Fußdruckverteilungsmessungen und/oder thermischer Analyse,
    • Vermessen bzw. Scannen (zwei- oder dreidimensional) der Einlage,
    • Verformungsermittlung einer Einlage.
  • Im Schritt 25 werden abermals Daten erstellt, die dann modifizierte Entwurfsdaten der Einlage und/oder Entwurfsdaten für eine Sohle und/oder einen Leisten und/oder einen Oberschuh sein können. Mit diesen Entwurfsdaten wird dann im Schritt 22 entsprechend gefertigt. Insbesondere werden im Schritt 21 Entwurfsdaten für eine Einlage und im späteren Schritt 25 Entwurfsdaten für eine Sohle und/oder einen Leisten und/oder einen Oberschuh erstellt. Die Erstellung der Entwurfsdaten der Einlage kann auch Bezug nehmend auf Daten des Schuhs, mit dem zusammen die Einlage verwendet werden soll, erfolgen.
  • Das Verfahren ist insbesondere anfänglich vorteilhaft, da das Herstellen einer Einlage, auch nach Maßgabe biometrischer Daten, vergleichsweise kostengünstig ist, so dass später die höheren Kosten eines darauf basierenden erfindungsgemäßen Schuhs auf besseren Daten aufbauend entstehen. Die sonstigen Verfahrensoptionen können wie weiter oben beschrieben ausgestaltet sein.
  • Beim Erstellen von Entwurfsdaten für eine Schuhsohle ausgehend von den Daten einer gefertigten Einlage und von eingeholten Daten zu der Kombination aus Schuh und Einlage kann auf ein Modell oder Regelwerk zurückgegriffen werden, das als Eingangsdaten midestens die Daten der Einlage oder daraus abgeleitete Daten und die erhobenen biometrischen Daten empfängt. Darüberhinaus kann das Modell ggf. auch Daten des Schuhs empfangen, mit dem die Einlage verwendet wurde. Aus diesen Eingangsdaten werden dann über das Modell bzw. Regelwerk die gewünschten Entwurfsdaten für Schuhsohle hergeleitet.
  • In einer weiteren Variante kann eine Standardeinlage oder eine aus einem Satz vorgegebener Einlagen ausgewählte Einlage zunächst im Schritt 23 benützt werden, und dazu werden dann im Schritt 24 biometrische Daten und Daten zur Einlage selbst eingeholt.

Claims (10)

  1. Schuhsohle für einen Schuh eines Trägers, die nach Maßgabe individueller biometrischer Daten des Trägers, die dessen Fuß dreidimensional beschreiben, in einer Schichtbau-Prototyping-Maschine hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie einstückig die Brandsohle und die Laufsohle des Schuhs bildet und dass sie Bereiche unterschiedlicher Festigkeiten (11, 12, 13) aufweist.
  2. Sohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position und/oder Ausrichtung und Verlauf eines oder mehrerer nachgiebiger Bereiche und/oder eines oder mehrerer fester Bereiche nach Maßgabe der biometrischen Daten des Trägers ausgebildet sind.
  3. Sohle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eines oder mehrere der folgenden Merkmale nach Maßgabe der biometrischen Daten des Trägers ausgebildet sind:
    - die Profilierung eines nachgiebigen Bereichs,
    - das Fußbett,
    - Absatzhöhe,
    - Anzahl von Stollen und/oder Spikes,
    - Position der einzelnen Stollen und/oder Spikes
    - Höhe der einzelnen Stollen und/oder Spikes,
    - Dämpfung durch die und in der Sohle
    - Funktionsweise, Lage, Verlauf Länge und Gestaltung des Schließ- bzw. des Schließbereiches
  4. Sohle nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Lasersintertechnik hergestellt ist.
  5. Sohle nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Maßgabe eines oder mehrerer der folgenden biometrischen Daten ausgebildet ist:
    - Daten, die vorzugsweise dreidimensional den Fuß oder Teile hiervon und daraus abgeleitete Größen beschreiben,
    - Daten, die vorzugsweise dreidimensional das Fußskelett oder Teile hiervon und/oder daraus abgeleitete Größen beschreiben,
    - Daten, die Gewicht, Größe und/oder Längenverhältnisse der Beine des Trägers beschreiben,
    - Daten, die die Beweglichkeit der Gelenke des Trägers, die Beweglichkeit der Füße und von Teilen der Füße, sowie ihre Stellung in Bezug auf die Beine beschreiben,
    - Daten, die Gewicht und Gewichtsverteilung des Trägers über dessen Sohle beschreiben,
    - weitere Daten, die die Geh- und/oder Laufweise des Trägers beschreiben,
    - Daten, die subjektive und objektive Angaben des Benutzers während der Zeit der Benutzung des bisherigen und früherer Schuhe beschreiben,
    - Daten, die gewünschte zukünftige Effekte insbesondere bezüglich der Physis des Schuhträgers widerspiegeln.
  6. Verfahren zum Herstellen einer Schuhsohle für einen Träger, gekennzeichnet durch die Schritte:
    S1: Erfassen biometrischer Daten des Trägers, wobei der Fuß des Trägers dreidimensional erfasst wird,
    S2: Erstellen von Entwurfsdaten für die Schuhsohle nach Maßgabe der biometrischen Daten,
    S3: Herstellen der Schuhsohle nach einem der vorhergehenden Ansprüche nach Maßgabe der Entwurfsdaten mittels eines Schichtbau-Prototyping-Verfahrens.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S2 Sohlenbereiche mit zueinander unterschiedlichen Festigkeiten vordefiniert werden, indem die Position und/oder Ausrichtung und Verlauf eines oder mehrerer nachgiebiger Bereiche und/oder eines oder mehrerer fester Bereiche nach Maßgabe der biometrischen Daten des Trägers vordefiniert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei im Schritt S2 Entwurfsdaten erzeugt werden, die die Schuhsohle dreidimensional beschreiben.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S3 die Sohle durch Lasersintertechnik, nach Maßgabe der im Schritt S2 erstellten Entwurfsdaten hergestellt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S2 die Entwurfsdaten eines nichtindividuellen Standard-Entwurfs nach Maßgabe der im Schritt S1 erfassten Daten modifiziert werden.
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